【Java学习】Stream流详解

news2024/9/22 5:36:07

 所属专栏：Java学习

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Stream流是JDK 8引入的一个概念，它提供了一种高效且表达力强的方式来处理数据集合（如List、Set等）或数组。Stream API可以以声明性方式（指定做什么）来处理数据序列。流操作可以被分为两大类：中间操作（Intermediate Operations）和终端操作（Terminal Operations）。

🍁1. Stream流的适用对象

先得到一条Stream流，并把数据放上去,再进行中间操作和终端操作

获取方式方法名说明
单列集合default Stream<E>stream()Collection中的默认方法
双列集合无无法直接使用Stream流
数组public static <T> Stream<T> stream(T[] array)Arrays工具类中的静态方法
一堆零散数据public static <T> Stream<T> of(T...values)Stream接口中的静态方法

 先来看单列集合的例子：

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList, "a", "b", "c", "d", "e");
        // 获取Stream流，把集合中的数据放到流上
        Stream<String> stream1 = arrayList.stream();
        //内部类方式打印
        stream1.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.print(s);
            }
        });
        System.out.println();
        //获取流之后直接通过lambda表达式进行打印
        arrayList.stream().forEach(s -> System.out.print(s));
    }
}

对于双列集合，需要通过keySet() 或 entrySet() 转化为单列集合，再获取Stream 

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String,Integer> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put("aaa",1);
        hashMap.put("bbb",2);
        hashMap.put("ccc",3);
        hashMap.put("ddd",4);
        //双列集合第一种获取Stream流
        hashMap.keySet().stream().forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        //双列集合第二种获取
        hashMap.entrySet().stream().forEach(s -> System.out.print(s + " "));
    }
}

 数组获取Stream流：

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr1 = {1, 2, 3, 4, 5};
        String[] arr2 = {"a", "b", "c", "d"};
        //获取Stream流
        Arrays.stream(arr1).forEach(s-> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        //数组中是引用型数据类型也可以获取Stream流
        Arrays.stream(arr2).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
    }
}

 对于不存储在数组或集合中的零散数据，可以直接通过Stream接口中的静态方法获取

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Stream.of(1,2,3,4,5).forEach(s-> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        Stream.of("a","b","c").forEach(s-> System.out.print(s + " "));
    }
}

🍁2. 中间方法

中间操作：中间操作可以返回流本身，因此可以链式调用多个中间操作，中间操作可以是对流的过滤（如filter）、映射（如map）、排序（如sorted）等 

在上面的中间方法时，只会修改Stream流中的数据，不会影响原来集合或数组中的数据，并且原来的流只能使用一次

🍁2.1 filter()

filter 的参数 Predicate 是一个函数式接口 ，所以可以先使用匿名内部类的方式，再用 lambda 表达式

public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList, "aaa", "abc", "acb", "aa", "bb", "cc");
        //fitlter 过滤 把a开头的留下，其余数据不要
        arrayList.stream().filter(new Predicate<String>() {
            @Override
            public boolean test(String s) {
                //返回值为true，当前数据留下，返回值为false，当前数据舍弃
                return s.startsWith("a");
            }
        }).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        // lambda表达式的形式
        arrayList.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        //把stream流暂时接收的方式
        Stream<String> stream1 = arrayList.stream().filter(s -> s.startsWith("a"));
        stream1.forEach(s -> System.out.print(s + " "));
    }
}

由于Stream流只能用一次，如果之前的流已经被使用过，再次使用就会报错 

 所以说，由于只能使用一次，再用一个变量取接收也没有什么意义，直接使用链式编程就可以了

 并且，使用流之后，原来集合中的元素也不会改变

🍁2.2 limit() 和 skip()

/* limit() 获取前面几个元素
            skip() 跳过几个元素*/
        arrayList.stream().limit(3).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        arrayList.stream().skip(3).forEach(s -> System.out.print(s + " "));

🍁2.3 distinct()和concat()

distinct()去重是依赖hashCode()和equals()方法的，所以如果是自定义类型，要手动的重写这两个方法

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList1 = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList1, "aaa", "aaa", "acb", "aa", "bb", "cc");
        ArrayList<String> arrayList2 = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList2,"dd","ee");
        //去重
        arrayList1.stream().distinct().forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        //流的合并
        Stream.concat(arrayList1.stream(),arrayList2.stream()).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
    }
}

🍁2.4 map()

需求：获取集合中的数字部分

首先调用split方法进行分割，得到数字部分之后再转换为整型

public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList, "aaa-11", "acb-22", "aa-33", "bb-44", "cc-55");
        // 获取集合中的数字部分
        arrayList.stream().map(new Function<String, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                //使用split进行分割
                String[] arr = s.split("-");
                //获取数字部分
                String num = arr[1];
                //转换为int类型
                int ans = Integer.parseInt(num);
                return ans;
            }
        }).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        //lambda表达式
        arrayList.stream()
                .map(s -> Integer.parseInt(s.split("-")[1]))
                .forEach(s -> System.out.print(s + " "));
    }
}

🍁3. 终结方法

名称说明
void forEach(Consumer action)遍历
long count()统计
toArray()收集流中的数据，放到数组中
collect(Collector collector)收集流中的数据，放到集合中

🍁3.1 forEach()和count()

forEach方法在之前已经演示过了，就是进行遍历的

forEach中的参数Consumer也是一个函数式接口，也可以先使用匿名内部类的方式，再用 lambda 表达式

public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList, "aaa", "aaa", "acb", "aa", "bb", "cc");

        arrayList.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.print(s + " ");
            }
        });
        System.out.println();
        arrayList.forEach(s-> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();

        //统计个数
        long l = arrayList.stream().count();
        System.out.println(l);
    }
}

count() 的返回值为long类型的，可以定义一个变量进行接收 

🍁3.2 toArray()

toArray()是收集流里面的数据放在数组中

toArray()方法有两种返回类型，一种是Object类型的，另一种是指定类型的，Object类型的比较简单，直接用Object类型的变量来接收就可以了

public class Demo9 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList, "aaa", "aaa", "acb", "aa", "bb", "cc");
        Object[] array1 = arrayList.stream().toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(array1));
    }
}

接下来看指定类型

 toArray方法的参数也是一个函数式接口，还是使用匿名内部类和lambda表达式两种方式演示

public class Demo9 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList, "aaa", "aaa", "acb", "aa", "bb", "cc");
        
        //IntFunction的泛型：具体类型的数组
        //apply方法的形参：流中数据的个数，返回的数组的长度要一致
        //返回值就是具体类型的数组
        String[] array2 = arrayList.stream().toArray(new IntFunction<String[]>() {
            @Override
            public String[] apply(int value) {
                return new String[value];
            }
        });
        System.out.println(Arrays.toString(array2));
        //lambda表达式
        String[] array = arrayList.stream().toArray(value -> new String[value]);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

IntFunction的泛型是具体类型的数组
apply方法的形参表示流中数据的个数，返回的数组的长度要一致，最后的返回值就是具体类型的数组 

🍁3.3 collect() 

collect() 方法就是收集流里面的数据放到集合中，下面先来演示收集到List和Set集合中的例子

public class Demo10 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList, "张三-男-23", "李四-男-21", "王五-女-22", "钱七-女-22");

        // 把所有男性收集起来
        //收集到List集合中
        List<String> list = arrayList.stream()
                .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                .collect(Collectors.toList());
        //收集到Set集合中
        Set<String> set = arrayList.stream()
                .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                .collect(Collectors.toSet());
    }
}

收集到List和Set集合中的数据的区别还是和List和Set集合的区别一样的，Set集合中不能有重复的元素，如果流中收集的数据存在重复的数据，在收集到Set集合之后就会进行去重

接下来看Map集合，由于Map集合是一个双列集合，所以需要指定键和值的生成规则

 这里的生成规则比较复杂

//收集到Map集合中
        /**
         * toMap : 参数一表示键的生成规则
         *         参数二表示值的生成规则
         * 参数一：
         * Function 泛型一：表示流中的数据类型
         *          泛型二：表示Map集合中键的类型
         * 方法 apply 形参：表示流中的每一个数据
         *           方法体：生成键的代码
         *           返回值：已经生成的键
         *
         */
        Map<String, Integer> map1 = arrayList.stream()
                .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                .collect(Collectors.toMap(new Function<String, String>() {
                                              @Override
                                              public String apply(String s) {
                                                  return s.split("-")[0];
                                              }
                                          }, new Function<String, Integer>() {
                                              @Override
                                              public Integer apply(String s) {
                                                  return Integer.parseInt(s.split("-")[2]);
                                              }
                                          }
                ));
        System.out.println(map1);
//lambda表达式
        Map<String, Integer> map2 = arrayList.stream()
                .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                .collect(Collectors.toMap(s -> s.split("-")[0], s -> Integer.parseInt(s.split("-")[2])));
        System.out.println(map2);

 由于Map集合中是不能有重复的键的，所以如果Stream流获取的键中存在了重的元素，就会报错

🍁4. Stream流的作用和使用步骤总结

作用：Stream流就是结合了lambda表达式，简化集合和数组的操作

使用步骤：

1. 获取Stream流对象

2.使用中间方法处理数据

3.使用终结方法处理数据

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